[發(fā)明專利]一種基于航道地形圖和水位數(shù)據(jù)的水深信息生成方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010017766.6
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111397583A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁山;梁晶;王德軍;徐奧
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00;G06T11/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于航道地形圖和水位數(shù)據(jù)的水深信息生成方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，讀取航道地形圖中的測量數(shù)據(jù)。該測量數(shù)據(jù)包括水深點(diǎn)或高程點(diǎn)信息以及基準(zhǔn)面代碼信息等；

步驟2，根據(jù)水位站發(fā)布的實(shí)測或預(yù)測水位信息，采用不同水位站加權(quán)系數(shù)計(jì)算模型，求取步驟1中的水深點(diǎn)或高程點(diǎn)處的實(shí)際水位值；

步驟3，根據(jù)步驟2獲得的實(shí)際水位值，結(jié)合航道地形圖的基準(zhǔn)面代碼來計(jì)算實(shí)際水深值。即當(dāng)基準(zhǔn)面為航行基準(zhǔn)面或理論最低潮面時(shí)，實(shí)際水深值為圖示水深值與實(shí)際水位值之和；當(dāng)基準(zhǔn)面為絕對高程時(shí)，實(shí)際水深值為實(shí)際水位值與圖示高程值之差；

步驟4，根據(jù)步驟3獲得的實(shí)際水深值，結(jié)合用戶輸入的水深閾值確定可航區(qū)域，生成水深信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于航道地形圖和水位數(shù)據(jù)的水深信息生成方法，其特征在于：步驟2中，求取步驟1中的水深點(diǎn)或高程點(diǎn)處的實(shí)際水位值的實(shí)現(xiàn)方式如下：

步驟2.1，根據(jù)航道地形圖獲取水深點(diǎn)或高程點(diǎn)以及水位站的里程值；

步驟2.2，考慮到水位的變化以及落差具有連續(xù)性，建立加權(quán)系數(shù)計(jì)算模型為：

W_i(x,y,t)＝K_iw_i(x,y,t)

所述W_i表示水深點(diǎn)處的實(shí)際水位值，所述w_i表示第i個(gè)水位站的水位值，所述K_i表示第i個(gè)水位站的加權(quán)系數(shù)；加權(quán)系數(shù)與水深點(diǎn)或高程點(diǎn)到水位站的距離成反比，即水深點(diǎn)或高程點(diǎn)距離水位站越近，該水位站的水位對水深點(diǎn)或高程點(diǎn)的影響就越大；當(dāng)水深點(diǎn)或高程點(diǎn)無限靠近某一水位站時(shí)，該水位站的加權(quán)系數(shù)即為1，其他水位站的加權(quán)系數(shù)則趨于0；

步驟2.3，根據(jù)里程表查找距離水深點(diǎn)或高程點(diǎn)P最近的水位站A，若水深點(diǎn)或高程點(diǎn)處于水位站A的有效范圍內(nèi)，此時(shí)水位站的加權(quán)系數(shù)K₁＝1，則水深點(diǎn)或高程點(diǎn)P的實(shí)際水位值W_P＝W₁＝K₁W_A，即水深點(diǎn)或高程點(diǎn)的實(shí)際水位值即為A站測得的水位值；

步驟2.4，若水深點(diǎn)或高程點(diǎn)P沒有位于水位站A的有效范圍內(nèi)，則繼續(xù)查找第二個(gè)距離水深點(diǎn)或高程點(diǎn)最近的水位站B，求得水深點(diǎn)或高程點(diǎn)P到AB連線的垂直距離，若距離在閾值范圍內(nèi)(這個(gè)閾值可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定)，此時(shí)，A和B兩個(gè)水位站的加權(quán)系數(shù)分別為K₁＝s₂/S，K₂＝s₁/S，且S＝s₁+s₂，所述s₁為P到A的直線距離，所述s₂為P到B的直線距離，水深點(diǎn)或高程點(diǎn)P實(shí)際水位值W_P＝W₁+W₂＝K₁W_A+K₂W_B，即水深點(diǎn)或高程點(diǎn)P的實(shí)際水位值為A站和B站測得的水位值的加權(quán)系數(shù)平均值。

步驟2.5，若水深點(diǎn)或高程點(diǎn)P到AB連線的垂直距離超過規(guī)定的閾值，則繼續(xù)查找距離最近的第三個(gè)水位點(diǎn)C，此時(shí)，A、B和C三個(gè)水位站的加權(quán)系數(shù)分別為K₂＝s₁s₃/S，K₃＝s₁s₂/S且S＝s₁s₂+s₂s₃+s₁s₃，所述s₃為P到C的直線距離，則水深點(diǎn)或高程點(diǎn)P處實(shí)際水位值W_P＝W₁+W₂+W₃＝K₁W_A+K₂W_B+K₃W_C，即水深點(diǎn)或高程點(diǎn)P處的實(shí)際水位值即為A站、B站和C站測得的水位值的加權(quán)系數(shù)平均值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于航道地形圖和水位數(shù)據(jù)的水深信息生成方法，其特征在于：步驟4中，由于航道部門在設(shè)置航道維護(hù)水深值設(shè)定時(shí)，一般會留有0.5m-1.5m的富裕水深，因此，需要將用戶輸入的航道維護(hù)水深值與用戶輸入的閾值相加，再與步驟3獲得的實(shí)際水深值進(jìn)行比較。記水深點(diǎn)處的實(shí)際水深為D_A，用戶輸入的維護(hù)水深為D_U，閾值為δ_h，則此時(shí)可航區(qū)域的實(shí)際水深應(yīng)滿足條件：

D_A≥D_U+δ_h

篩選出滿足所述條件的所有水深點(diǎn)或高程點(diǎn)后，即可計(jì)算生成一個(gè)多邊形，保證該多邊形包含所有滿足條件的水深點(diǎn)或高程點(diǎn)，從而確定出可航區(qū)域。